JP6935549B2 - 給水装置、および給水装置の運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、建物に水を供給する給水装置に関し、特に、流量検出器の一時的な動作不良と故障とを明確に区別することができる給水装置に関する。また、本発明は、このような給水装置の運転方法に関する。

オフィスビルやマンションなどの建物に水（水道水）を供給するための装置として給水装置が広く使用されている。この給水装置は、一般に、水を圧送するためのポンプと、このポンプを駆動するための電動機（モータ）と、この電動機の運転を制御する制御部とを備えている。給水装置は、水道本管に直接、または受水槽を介して接続され、水道本管を流れる水を建物内の給水器具（例えば、蛇口）に供給する。

給水装置の制御部には、流量検出器、圧力センサ、および電動機が接続される。建物内での水の使用が停止されると、ポンプから吐き出される水の流量が低下する。ポンプから吐出される水の流量が所定の小水量以下である小水量状態が流量検出器により検出されると、制御部はポンプの運転速度を一時的に上げるよう電動機に指令を出し、圧力タンクに蓄圧してからポンプの運転を停止させる。

流量検出器が故障すると、制御部は、小水量状態を検出することができない。その結果、建物内での水の使用が停止されているにも拘わらず、ポンプの運転が継続される。この場合、ポンプは締切運転となり、過熱状態となったポンプが非常停止に至る場合がある。ポンプが過熱により停止すると、このポンプの温度が自然冷却により復帰温度に低下するまで、ポンプの運転を再開することができない。

従来の給水装置の制御部は、ポンプから吐出される水の流量が所定の大水量以上である大水量状態であるにも拘わらず、流量検出器により小水量状態が検出された場合には、流量検出器が故障していると判断している。あるいは、制御部は、ポンプが停止しているにも拘わらず、流量検出器により小水量状態が検出されない場合に、流量検出器が故障していると判断している（例えば、特許文献１、特許文献２、および特許文献３参照）。制御部が流量検出器が故障していると判断すると、制御部は、流量検出器の故障を示す警報を発し、この流量検出器の故障を故障履歴に記憶する。

給水装置は建物に水を供給するライフライン設備であるため、建物に断水が発生しないように、給水装置はできる限り継続して運転されるのが好ましい。そのため、制御部は、流量検出器の故障を軽故障と判断し、給水装置は継続して運転される。

特開２００７−２３９５９７号公報 特許第３５７０９０６号公報 特許第３２２１９２０号公報

流量検出器に異物が付着すると、流量検出器が小水量状態の検出信号（以下、小水量検出信号という）を制御部に出力できない場合がある。あるいは、流量検出器の検出接点同士が固着していると、流量検出器が小水量検出信号を制御部に出力し続けてしまう場合がある。ポンプの始動および停止を繰り返すことにより、流量検出器から異物が取り除かれるか、または検出接点同士の固着が解消されると、流量検出器は、小水量検出信号を正常に制御部に出力する。異物の付着および検出接点同士の固着などの外的要因による動作不良は一時的な異常であり、流量検出器をメンテナンスおよび／または交換する必要がない。したがって、流量検出器のメンテナンスおよび／または交換の頻度を低減するために、流量検出器の一時的な動作不良が解消された場合には、警報を停止することが好ましい。一方で、流量検出器の破損などの故障が発生している場合には、流量検出器のメンテナンスおよび／または交換を促すために、警報を発し続ける必要がある。

しかしながら、従来の給水装置の制御部は、流量検出器の故障を示す警報を発する条件が成立しなくなった場合に、直ちに警報を停止していた。例えば、ポンプから吐出される水の流量が大水量状態であって、かつ流量検出器から小水量検出信号が出力された場合には、制御部は、流量検出器の故障を示す警報を発し、その後、ポンプから吐出される水の流量が大水量状態でなくなった場合に、直ちに警報を停止する。あるいは、ポンプが停止しているときに、流量検出器から小水量検出信号が出力されない場合には、制御部は、流量検出器の故障を示す警報を発し、その後、ポンプが始動すると直ちに警報を停止する。つまり、流量検出器の状態が変化しないにも拘わらず、ポンプの運転状態が変化すると、制御部は警報を停止していた。この場合、ユーザーは、流量検出器の故障を示す警報が流量検出器の一時的な動作不良または流量検出器の故障のいずれに起因しているのか判断することができない。さらに、ユーザーは、流量検出器が故障しているか否かを確認するために、流量検出器の故障履歴を確認して、流量検出器の故障が過去に発生していたか否かを確認する必要がある。

特許文献１は、流量検出器の故障を判断するための方法を記載しているが、流量検出器の故障を示す警報を停止する具体的な方法を記載していない。特許文献２は、流量検出器を用いて、ポンプの締切運転を防止する方法を記載しているが、ポンプが停止しているときに発生した流量検出器の故障を検出する方法を記載していない。特に、特許文献２は、ポンプの停止中に発せられた流量検出器の故障を示す警報を停止する具体的な方法を記載していない。特許文献３は、給水装置が傾いて設置されたことを流量検出器の故障として検出することができる給水装置を記載しているが、流量検出器自体の故障を検出する具体的な方法を記載していない。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、流量検出器の一時的な動作不良と故障とを明確に区別することができる給水装置を提供することを目的とする。また、本発明は、このような給水装置の運転方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、ポンプと、前記ポンプを駆動するための電動機と、前記ポンプから吐出される水の流量が所定の小水量以下であるときに、小水量検出信号を出力する流量検出器と、前記ポンプの温度を測定する温度センサと、前記ポンプの運転を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記ポンプが停止しているときに、前記流量検出器が前記小水量検出信号を出力しない場合は、前記流量検出器の故障を示す警報を発し、その後、前記警報を維持しつつ前記ポンプの始動と停止とを繰り返させた結果、前記流量検出器が前記小水量検出信号を出力した場合には、前記警報を停止し、さらに、前記警報を発した後で、前記流量検出器が前記小水量検出信号を出力しない場合は、前記警報を維持しつつ、前記温度センサによって取得された前記ポンプの温度を監視し、前記ポンプの温度が、前記ポンプを非常停止させる第１のしきい値よりも低い第２のしきい値以上になった場合は、前記ポンプを停止させる温度停止動作を実行することを特徴とする給水装置である。

本発明の第１の参考例は、ポンプと、前記ポンプを駆動するための電動機と、前記ポンプから吐出される水の流量が所定の小水量以下であるときに、小水量検出信号を出力する流量検出器と、前記ポンプの運転を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記ポンプが大水量状態で運転されているときに、前記流量検出器が前記小水量検出信号を出力した場合は、前記流量検出器の故障を示す警報を発し、その後、前記警報を維持しつつ前記ポンプの始動と停止とを繰り返させた結果、前記流量検出器が前記小水量検出信号の出力を停止した場合には、前記警報を停止することを特徴とする給水装置である。

第１の参考例の好ましい態様は、前記電動機を変速可能とするインバータをさらに備え、前記制御部は、前記インバータの電流値が所定の電流値よりも大きいか、前記インバータの消費電力が所定の電力値よりも大きいか、または前記インバータの運転周波数が所定の周波数よりも大きい場合か、または推定末端圧力一定制御時の現在の目標圧力が所定の圧力よりも大きい場合は、前記ポンプが大水量状態で運転されていると決定することを特徴とする。

本発明の好ましい態様は、前記流量検出器が故障していることを表示する表示器をさらに備えていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記制御部は、外部表示器と有線通信または無線通信で接続することができることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記制御部は、近距離無線通信（ＮＦＣ）によって前記外部表示器に接続できることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記制御部は、前記外部表示器からの電波を受信して該電波を電力に変換する制御部側アンテナ部と、前記電力によって駆動される集積回路および記憶部とを備えることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記制御部は、前記流量検出器の故障履歴を示すデータを前記記憶部に記憶し、前記集積回路は、前記記憶部から前記データを読み取り、前記制御部側アンテナ部は前記データを前記外部表示器に送信することを特徴とする。

本発明の他の態様は、ポンプから吐出される水の流量が所定の小水量以下であるときに小水量検出信号を出力する流量検出器を備えた給水装置の運転方法であって、前記ポンプが停止されているときに、前記流量検出器が前記小水量検出信号を出力しない場合は、前記流量検出器の故障を示す警報を発し、その後、前記警報を維持しつつ前記ポンプの始動と停止とを繰り返させた結果、前記流量検出器が前記小水量検出信号を出力した場合には、前記警報を停止し、さらに、前記警報を発した後で、前記流量検出器が前記小水量検出信号を出力しない場合は、前記警報を維持しつつ、前記ポンプの温度を監視し、前記ポンプの温度が、前記ポンプを非常停止させる第１のしきい値よりも低い第２のしきい値以上になった場合は、前記ポンプを停止させる温度停止動作を実行することを特徴とする給水装置の運転方法である。

本発明の第２の参考例は、ポンプから吐出される水の流量が所定の小水量以下であるときに小水量検出信号を出力する流量検出器を備えた給水装置の運転方法であって、前記ポンプが大水量状態で運転されているときに、前記流量検出器が前記小水量検出信号を出力した場合は、前記流量検出器の故障を示す警報を発し、その後、前記警報を維持しつつ前記ポンプの始動と停止とを繰り返させた結果、前記流量検出器が前記小水量検出信号の出力を停止した場合には、前記警報を停止することを特徴とする給水装置の運転方法である。

第２の参考例の好ましい態様は、前記ポンプを駆動する電動機を変速可能とするインバータの電流値が所定の電流値よりも大きいか、前記インバータの消費電力が所定の電力値よりも大きいか、または前記インバータの運転周波数が所定の周波数よりも大きい場合か、または推定末端圧力一定制御時の現在の目標圧力が所定の圧力よりも大きい場合は、前記ポンプが前記大水量状態で運転されていると決定することを特徴とする。

本発明によれば、ポンプの運転状態に拘わらず、流量検出器の状態が変化したか否か、すなわち、小水量検出信号がＯＦＦからＯＮに、またはＯＮからＯＦＦに切り替わったか否かに基づいて、警報が停止される。したがって、ユーザーは、警報が継続されているか否かに基づいて、流量検出器の一時的な動作不良と故障とを明確に区別することができる。その結果、流量検出器のメンテナンスおよび／または交換の頻度を低減することができる。

本発明の一実施形態に係る給水装置を示す模式図である。 図１に示される給水装置のポンプが停止しているときに、流量検出器に異常が発生した場合の、給水装置の運転動作を説明するためのフロー図である。 図１に示される給水装置のポンプが運転されているときに、流量検出器に異常が発生した場合の、給水装置の運転動作を説明するためのフロー図である。 給水装置の制御部のより詳細な構成を示す図である。 図４に示される記憶部の詳細を示す図である。 給水装置の他の実施形態を示す図である。 給水装置のさらに他の実施形態を示す図である。 給水装置のさらに他の実施形態を示す図である。 給水装置のさらに他の実施形態を示す図である。 給水装置のさらに他の実施形態を示す図である。 給水装置のさらに他の実施形態を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１乃至図１１において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。図１は、本発明の一実施形態に係る給水装置を示す模式図である。この給水装置は、オフィスビルやマンションなどの建物に使用される直結式の給水装置である。図１に示すように、給水装置の吸込口は、導入管５を介して水道本管４に接続されている。給水装置の吐出口には配水管７が接続されており、この配水管７は、建物の内部に配置された給水器具（例えば蛇口）に連通している。給水装置は、水道本管４からの水を増圧して建物の各給水器具に水を供給する。

図１に示すように、給水装置は、導入管５を介して水道本管４に連結されるポンプ２と、このポンプ２を駆動する駆動源としての電動機（モータ）３と、ポンプ２の温度を測定する温度センサ１８と、電動機３を変速可能とするインバータ２１と、給水装置の給水動作（すなわちポンプ２の運転）を制御する制御部２０と、ポンプ２の下流側に配置された逆止弁２２と、逆止弁２２の下流側に配置された流量検出器（フロースイッチ）２４、吐出側圧力センサ２６、および圧力タンク２８と、運転情報を表示する表示器４９とを備えている。本実施形態では、これら構成要素は、キャビネット３０内に収容されている。一実施形態では、上記構成要素のうちいくつかのみ（例えば、制御部２０およびインバータ２１のみ）をキャビネット３０内に収容してもよい。

逆止弁２２は、ポンプ２の吐出口に接続された吐出管８に設けられており、ポンプ２が停止したときの水の逆流を防止するための弁である。流量検出器２４は吐出管８を流れる水の流量が所定の小水量以下であること（すなわち、小水量状態）を検出する装置である。流量検出器２４は、例えば、フラップが接点と接触したことにより、小水量状態を検出するフラップ式流量検出器である。あるいは、流量検出器２４は、例えば、フロートが接点と接触したことにより、小水量状態を検出するフロート式流量検出器であってもよい。吐出側圧力センサ２６は、ポンプ２の吐出側圧力を測定するための水圧測定器である。圧力タンク２８は、ポンプ２が停止している間の吐出側圧力を保持するための圧力保持器である。配水管７は吐出管８に接続されている。

ポンプ２の吸込口には吸込管９の一端が接続されており、吸込管９の他端は導入管５に接続されている。吸込管９には、図示しない逆流防止器と吸込側圧力センサが取り付けられている。逆流防止器は、水道本管４への水の逆流を確実に防止するために設置されている。

給水装置は、ポンプ２を迂回するバイパス管１１を備えている。バイパス管１１の上流側端部は吸込管９に接続され、バイパス管１１の下流側端部は吐出管８に接続されている。バイパス管１１には逆止弁１６が取り付けられており、バイパス管１１内での水の逆流を防止している。このバイパス管１１は、ポンプ２が停止しているときでも、流入圧のみで給水を可能とするために設けられている。

インバータ２１、流量検出器２４、吐出側圧力センサ２６、および温度センサ１８は、制御部２０に信号線を介して接続されている。小水量状態が流量検出器２４により検出されると、制御部２０はポンプ２の運転速度を一時的に上げるようインバータ２１に指令を出し、圧力タンク２８に蓄圧してからポンプ２の運転を停止させるようになっている（小水量停止）。一方、吐出側圧力（吐出管８内の水圧）が所定の値（始動圧力）まで低下すると、制御部２０はポンプ２の運転を開始するようインバータ２１に指令を出す。

制御部２０は、インバータ２１および電動機３の動作を制御することによって、ポンプ２の動作を制御する。より具体的には、制御部２０は、吐出側圧力センサ２６の出力信号に基づいて、ポンプ２の運転速度（すなわち回転速度）を制御する。一般的には、吐出側圧力センサ２６により測定された圧力信号が設定された目標圧力と一致するようにポンプ２の運転速度を制御してポンプ２の吐出圧力が一定になるように制御する吐出圧力一定制御や、ポンプ２の吐出圧力の目標値を適切に変化させることにより給水栓における水圧を一定に制御する推定末端圧力一定制御などが行われる。

流量検出器２４が故障すると、制御部２０は、吐出管８を流れる水の流量が小水量状態であるか否かを判断することができない。その結果、建物内での水の使用が停止されているにも拘わらず、ポンプ２の運転が継続される。この場合、ポンプ２は締切運転となり、過熱状態となったポンプ２が非常停止に至る場合がある。制御部２０は、過熱によりポンプ２を非常停止させるための第１のしきい値を記憶しており、ポンプ２に取り付けられた温度センサ１８から出力されたポンプ温度の測定値がこの第１のしきい値以上になった場合は、ポンプ２を非常停止させる。

本実施形態の制御部２０は、第１のしきい値よりも低い第２のしきい値を予め記憶している。第１のしきい値は、ポンプ２が過熱により非常停止されるポンプ２の温度であり、例えば、６０℃である。第２のしきい値は、この第１のしきい値よりも低く、例えば、５０℃に設定される。温度センサ１８により測定されたポンプ２の温度が第２のしきい値よりも高い場合、制御部２０はポンプ２を停止させる（温度停止）。ポンプ２が過熱により非常停止すると、ポンプ２の温度が自然冷却により復帰温度に低下するまで、ポンプ２の運転を再開することができない。本実施形態では、ポンプ２が非常停止に至る前に該ポンプ２を停止させる温度停止を実行することにより、ポンプ２が運転できなくなることを防止している。

流量検出器２４に異物などが付着した場合も、制御部２０が小水量状態を検出することができないことがある。例えば、流量検出器２４がフラップ式流量検出器である場合、フラップと接点との間に異物が付着すると、流量検出器２４は、制御部２０に小水量検出信号を送信できない。また、フラップが接点に対してずれてしまった場合も、流量検出器２４は、制御部２０に小水量検出信号を送信できない場合がある。同様に、流量検出器２４がフロート式流量検出器である場合、フロートと接点との間に異物が付着すると、流量検出器２４は、制御部２０に小水量検出信号を送信できない。このような流量検出器２４の動作不良は、一時的な異常である。すなわち、ポンプ２の始動と停止が繰り返されることにより、異物が取り除かれるか、またはフラップが接点に対して正常な姿勢に戻った場合、流量検出器２４は、制御部２０に小水量検出信号を正常に送信することができる。したがって、流量検出器２４をメンテナンスおよび／または交換する必要はない。

さらに、流量検出器２４の検出接点同士が固着した場合に、流量検出器２４が制御部２０に小水量検出信号を出力し続けてしまう場合がある。例えば、流量検出器２４がフラップ式流量検出器である場合、フラップが接点に接触した状態で該フラップが固着すると、流量検出器２４は、制御部２０に小水量検出信号を送信し続ける。同様に、流量検出器２４がフロート式流量検出器である場合、フロートが接点に接触した状態で該フロートが固着すると、流量検出器２４は、制御部２０に小水量検出信号を送信し続ける。このような流量検出器２４の動作不良は、一時的な異常である。すなわち、ポンプ２の始動と停止が繰り返されることにより、フラップまたはフロートの固着が解消された場合、流量検出器２４は、制御部２０に小水量検出信号を正常に送信することができる。したがって、流量検出器２４をメンテナンスおよび／または交換する必要はない。

一方で、流量検出器２４の破損などの故障が発生している場合は、流量検出器２４のメンテナンスおよび／または交換を促すために、流量検出器２４の故障を示す警報を出力する必要がある。例えば、フラップ式流量検出器のフラップが流量検出器２４の本体から外れてしまった場合は、流量検出器２４のメンテナンスおよび／または交換が実行されるまで、流量検出器２４の故障を示す警報を発し続けるのが好ましい。したがって、流量検出器２４が故障している場合は、流量検出器２４の故障を示す警報の出力を維持する一方で、流量検出器２４の一時的な動作不良が解消された場合は、流量検出器２４の故障を示す警報を停止するのが好ましい。

そこで、本実施形態の制御部２０は、流量検出器２４の一時的な動作不良と故障とを明確に区別するために、流量検出器２４に異常が発生したときは、以下に説明する給水装置の運転動作を実行する。図２は、図１に示される給水装置のポンプ２が停止しているときに、流量検出器２４に異常が発生した場合の、給水装置の運転動作を説明するためのフロー図である。図３は、図１に示される給水装置のポンプ２が運転されているときに、流量検出器２４に異常が発生した場合の、給水装置の運転動作を説明するためのフロー図である。

図２に示されるように、制御部２０は、ポンプ２が停止しているときに、ポンプ２から吐出される水の流量が所定の小水量以下である小水量状態であることを示す小水量検出信号を流量検出器２４が出力しているか否かを判断する（ステップ１）。ポンプ２が停止しているにも拘わらず、流量検出器２４が小水量検出信号を出力していないということは、流量検出器２４に異常が発生していることを示している。そこで、制御部２０は、ステップ１で流量検出器２４が小水量検出信号を出力していない場合は、流量検出器２４の故障を示す警報を発する（ステップ２）。

ステップ２の後で、制御部２０は、流量検出器２４が小水量検出信号を出力したか否かを再度判断する（ステップ３）。ステップ２で制御部２０が警報を発している場合でも、制御部２０は、建物に断水が発生しないように、給水装置の運転を継続する。したがって、吐出側圧力（吐出管８内の水圧）が所定の始動圧力まで低下すると、制御部２０はポンプ２の運転を開始する。流量検出器２４が故障している場合、または流量検出器２４の一時的な動作不良が解消していない場合、吐出管８を流れる水の流量が低下しても、流量検出器２４は小水量検出信号を出力することができない。この場合は、ポンプ２は、温度停止動作で停止するまで運転される一方で、制御部２０は、流量検出器２４の故障を示す警報を維持する。ポンプ２が始動および停止を繰り返した結果、流量検出器２４が小水量検出信号を出力した場合は、制御部２０は、流量検出器２４の異常が一時的な動作不良であると判断し、流量検出器２４の故障を示す警報を停止する（ステップ４）。

このように、本実施形態では、ポンプ２が停止しているときに、流量検出器２４が小水量検出信号を出力しない場合に、制御部２０は流量検出器２４の故障を示す警報を発する。その後、制御部２０は、ポンプ２の運転状態に拘わらず、流量検出器２４が小水量検出信号を出力するか否かを判断する。すなわち、制御部２０は、流量検出器２４から出力される小水量検出信号がＯＦＦからＯＮに変化するか否かを判断する。ポンプ２の運転状態が変化しても、小水量検出信号が流量検出器２４から出力されない場合は、制御部２０は、流量検出器２４に故障が発生していると判断して、流量検出器２４の故障を示す警報を維持する。一方で、小水量検出信号が流量検出器２４から出力された場合は、制御部２０は、流量検出器２４の異常は一時的な動作不良であると判断し、流量検出器２４の故障を示す警報を停止する。したがって、ユーザーは、流量検出器２４の一時的な動作不良と故障とを明確に区別することができる。その結果、流量検出器２４のメンテナンスおよび／または交換の頻度を低減することができる。

次に、図３を参照して、ポンプ２が運転されているときに、流量検出器２４に異常が発生した場合の給水装置の運転動作を説明する。図３に示されるように、制御部２０は、ポンプ２が大水量状態で運転されているときに、ポンプ２から吐出される水の流量が所定の小水量以下である小水量状態であることを示す小水量検出信号を流量検出器２４が出力しているか否かを判断する（ステップ１）。本明細書において、大水量状態は、ポンプ２から吐出される水の流量が所定の大水量以上である状態を意味する。制御部２０は、インバータ２１の電流値を監視しており、ポンプ２から吐出される水の流量が大水量状態であるか否かを決定するために、インバータ２１の現在の電流値と制御部２０が予め記憶している所定の電流値とを比較する。この所定の電流値は、例えば、インバータ２１の定格電流値に対して７０％の電流値である。インバータ２１の現在の電流値が所定の電流値よりも大きい場合、制御部２０は、ポンプ２から吐出される水の流量が大水量以上である、すなわち、ポンプ２が大水量状態で運転されていると決定する。

ポンプ２から吐出される水の流量が大水量状態であるか否かを決定するために、制御部２０は、インバータ２１の現在の電力値と制御部２０が予め記憶している所定の電力値とを比較してもよい。この所定の電力値は、例えば、インバータ２１の定格電力値に対して７０％の電力値である。さらに、ポンプ２から吐出される水の流量が大水量状態であるか否かを決定するために、制御部２０は、インバータ２１の現在の運転周波数と制御部２０が予め記憶している所定の周波数とを比較してもよい。この所定の周波数は、例えば、インバータ２１の定格周波数に対して７０％の周波数である。あるいは、制御部２０がポンプ２の運転速度を推定末端圧力一定制御で制御している場合は、ポンプ２から吐出される水の流量が大水量状態であるか否かを決定するために、制御部２０は、現在の目標圧力と制御部２０が予め記憶している所定の圧力とを比較してもよい。この所定の圧力は、例えば、大水量状態でポンプ２を運転する際の目標圧力に対して７０％の圧力である。現在の目標圧力が所定の圧力よりも大きい場合、制御部２０は、ポンプ２から吐出される水の流量が大水量以上である、すなわち、ポンプ２が大水量状態で運転されていると決定する。

ポンプ２が大水量状態で運転されているにも拘わらず、流量検出器２４が小水量検出信号を出力しているということは、流量検出器２４に異常が発生していることを示している。そこで、制御部２０は、ステップ１で流量検出器２４が小水量検出信号を出力した場合は、流量検出器２４の故障を示す警報を発する（ステップ２）。なお、制御部２０には流量検出器２４から小水量検出信号が送信されるので、制御部２０は、ポンプ２の運転を停止する。

ステップ２の後で、制御部２０は、流量検出器２４が小水量検出信号の出力を停止したか否かを判断する（ステップ３）。ステップ２で制御部２０が警報を発している場合でも、制御部２０は、建物に断水が発生しないように、給水装置の運転を継続する。したがって、吐出側圧力（吐出管８内の水圧）が所定の始動圧力まで低下すると、制御部２０はポンプ２の運転を開始する。流量検出器２４が故障している場合、または流量検出器２４の一時的な動作不良が解消していない場合、ポンプ２が始動されても、流量検出器２４は小水量検出信号を制御部２０に出力している。この場合は、ポンプ２は、一旦始動されるが直ぐに停止される。一方で、制御部２０は、流量検出器２４の故障を示す警報を維持する。ポンプ２が始動および停止を繰り返した結果、流量検出器２４が小水量検出信号の出力を停止した場合は、制御部２０は、流量検出器２４の異常が一時的な動作不良であると判断し、流量検出器２４の故障を示す警報を停止する（ステップ４）。

このように、本実施形態では、ポンプ２が大水量状態で運転されているときに、流量検出器２４が小水量検出信号を出力した場合に、制御部２０は流量検出器２４の故障を示す警報を発する。その後、制御部２０は、ポンプ２の運転状態に拘わらず、流量検出器２４が小水量検出信号の出力を停止したか否かを判断する。すなわち、制御部２０は、流量検出器２４から出力される小水量検出信号がＯＮからＯＦＦに変化するか否かを判断する。ポンプ２の運転状態が変化しても、流量検出器２４からの小水量検出信号の出力が停止されない場合は、制御部２０は、流量検出器２４に故障が発生していると判断して、流量検出器２４の故障を示す警報を維持する。一方で、流量検出器２４からの小水量検出信号の出力が停止した場合は、制御部２０は、流量検出器２４の異常は一時的な動作不良であると判断し、流量検出器２４の故障を示す警報を停止する。したがって、ユーザーは、流量検出器２４の一時的な動作不良と故障とを明確に区別することができる。その結果、流量検出器２４のメンテナンスおよび／または交換の頻度を低減することができる。

図１に示される給水装置は、１組のポンプ２、電動機３、温度センサ１８、インバータ２１、逆止弁２２、および流量検出器２４を備えているが、２組以上のポンプ、電動機、温度センサ、インバータ、逆止弁、および流量検出器を備えてもよい。２組以上のポンプと流量検出器を備えた給水装置の場合は、制御部２０は、各流量検出器の故障を示す警報を上述の運転方法にしたがって発し、その後、この警報を上述の運転方法にしたがって停止または維持する。

次に、図１に示される給水装置の制御部２０のより詳細な構成について図４を参照して説明する。図４に示すように、給水装置は、流量検出器２４が故障していることを含む運転情報を表示する表示器４９をさらに備えている。制御部２０は、設定部４６、記憶部４７、演算部４８、Ｉ／Ｏ部５０、および運転パネル５１を備えている。運転パネル５１は、ヒューマンインターフェースとして機能する。設定部４６には、ポンプ２の運転制御に関する各種設定値が入力される。設定部４６および表示器４９は、運転パネル５１に設けられている。表示器４９は液晶パネルであり、設定部４６はタッチパネル式操作器でもよい。本実施形態では、表示器４９は制御部２０に取り付けられているが、表示器４９は制御部２０から離れて配置されてもよい。また、表示器４９は液晶パネルと７セグメントＬＥＤや表示灯を組み合わせた構成でもよい。

記憶部４７は、流量検出器２４の故障の履歴などを記憶する。演算部４８としては、ＣＰＵが使用される。表示器４９は、ヒューマンインターフェースとして機能し、流量検出器２４が故障していることを含む運転情報を表示する。ユーザーは、設定部４６上のクリアボタン５３を押すことにより、表示器４９での表示を消去することができる。

図５は記憶部４７の詳細を示す図である。図５に示すように、記憶部４７は、不揮発性メモリから構成された不揮発性記憶領域４７ａと、揮発性メモリから構成された揮発性記憶領域４７ｂを備えている。不揮発性記憶領域４７ａは、流量検出器２４の故障の履歴、ポンプ２の運転に必要な各種設定値、故障履歴、運転履歴などを記憶する領域である。揮発性記憶領域４７ｂは、流量検出器２４の故障だけでなく、圧力信号、ポンプ回転数、電流値、故障、警報などを記憶する領域である。

図６は給水装置の他の実施形態を示す図である。本実施形態では、表示器４９に加えて、外部表示器６１がさらに設けられている。図６に示すように、制御部２０は通信部６０をさらに備えている。制御部２０は有線通信または無線通信によって外部表示器６１に接続されている。外部表示器６１として、例えばスマートフォンや携帯電話、パソコン、タブレットの汎用端末機器または遠隔監視器などの専用端末機器が採用される。本実施形態では、表示器４９は７セグメントＬＥＤや表示灯などの簡易な表示器であり、外部表示器６１は液晶画面と液晶画面のタッチ入力方式や押圧ボタン方式用いた高機能表示器である。簡易な表示器４９に比べて外部表示器６１は表示できる情報量が格段に多いため、外部表示器６１に流量検出器２４が故障していることを表示することによって、給水装置に不慣れなユーザーは誤解することなく、流量検出器２４が故障していることを認識することが出来る。

給水装置は機械室やポンプ室などの電気的なノイズの多い環境に設置されることがある。本実施形態によれば、給水装置に組み込まれる表示器４９として、液晶表示やタッチパネルよりも電気的ノイズに強い７セグメントＬＥＤや表示灯、機械的な押圧ボタンなどにて構成された表示器を使用することにより、外部環境から発生される電気的なノイズにより外部表示器６１の液晶表示やタッチパネル操作に異常が発生した場合でも、表示器４９により給水装置の運転に必要な最低限度の表示や操作を行うことが可能なため、給水装置を電気的ノイズの多い環境下にも設置することができる。さらに、外部表示器６１として、スマートフォン、携帯電話、パソコン、タブレットなどの汎用端末機器を使用すると、ユーザーは専用のアプリケーションソフトウエアを用いて、流量検出器２４が故障していることを表示させることができるため、専用のアプリケーションソフトウエアを複数用意し使い分けることによりユーザーのレベルに沿った流量検出器２４の故障の表示を提供することが可能である。

図７は給水装置のさらに他の実施形態を示す図である。本実施形態では、制御部２０に表示器４９は設けられていなく、代わりに外部表示器（高機能表示器）６１のみが設けられる。その他の構成は、図６に示す実施形態と同様である。図７に示す実施形態によれば、給水装置には表示器自体を設ける必要がなくなるので、給水装置全体のコストを更に下げることが可能である。

図８は給水装置のさらに他の実施形態を示す図である。図８において、表示器４９は７セグメントＬＥＤや表示灯などの簡易な表示器である。通信部６０は公衆回線を介して保守管理会社または管理人室に設けられた外部表示器６５に接続されている。制御部２０は、流量検出器２４が故障していることを判断し、外部表示器６５は制御部２０に公衆回線を通じて定期的に通信し、流量検出器２４が故障しているか否かを制御部２０に問い合わせる。そして、流量検出器２４が故障している場合は、外部表示器６５は流量検出器２４が故障していることを表示する。外部表示器６５は流量検出器２４が故障していることを他の情報に追加的に表示してもよい。

本実施形態の制御部２０は、図４に示すクリアボタン５３を備えていなく、代わりに、外部表示器６５は、図８に示すように、クリアボタン６６を備えている。ユーザーがこのクリアボタン６６を押すと、外部表示器６５上に表示されている流量検出器２４の故障の表示が消去される。

図９は給水装置のさらに他の実施形態を示す図である。本実施形態の制御部２０の基本的構成は図７に示す実施形態の制御部２０の構成と同じであるが、制御部２０が通信部６０に代えて、制御部側アンテナ部６７を備えている点、および制御部側アンテナ部６７に接続された集積回路６８を備えている点で異なっている。集積回路６８は、不揮発性記憶領域４７ａ、揮発性記憶領域４７ｂを有する記憶部４７に電気的に接続されている。なお、本実施形態の制御部２０は表示器４９を備えていないが、制御部２０に表示器４９を設けてもよい。

外部表示器７０は、電波を送受信する表示器側アンテナ部７１と、表示器側アンテナ部７１で受信したデータを読み取るデータリーダー７４と、データリーダー７４によって読み取られたデータ（例えば、流量検出器２４の故障、ポンプ２の運転状態、吐出し圧力など）を表示する表示部７２と、データリーダー７４、表示器側アンテナ部７１、および表示部７２に電力を供給するバッテリー７３とを備えている。外部表示器７０として、例えばスマートフォンや携帯電話、パソコン、タブレット等の汎用端末機器でもよく、遠隔監視器などの専用の端末機器でもよい。特に、スマートフォンなどの汎用端末機器を外部表示器として使用すれば、専用の表示器を制作するコストが削減できるので、給水装置のコストを下げることができる。また、複数のユーザーが個々の汎用端末機器に流量検出器２４の故障を表示させることができるので、マンションやビルの管理人のような給水装置に関する専門知識のないユーザーに対しても、流量検出器２４が故障していることを分かり易く知らせることができる給水装置を安価に提供することができる。

外部表示器７０は、近距離無線通信（ＮＦＣ：Near Field Communication）の技術によって制御部２０と接続される。より具体的には、外部表示器７０を制御部２０に近づけた状態で、表示器側アンテナ部７１が電波を発生すると、その電波を制御部側アンテナ部６７が受け取り、制御部側アンテナ部６７は電波を電力に変換する。この電力は集積回路６８および記憶部４７に供給されてこれら集積回路６８および記憶部４７を駆動する。集積回路６８は記憶部４７に記憶されている上記データを読み取り、制御部側アンテナ部６７にデータを送る。制御部側アンテナ部６７は、データとともに電波を表示器側アンテナ部７１に送信する。データリーダー７４は、表示器側アンテナ部７１が受信したデータを読み取り、そのデータを表示部７２に表示させる。

外部表示器７０は、流量検出器２４の故障の表示を消去するためのクリアボタン６６を備えている。ユーザーがこのクリアボタン６６を押すと、表示部７２に表示されている流量検出器２４の故障の表示が消去される。本実施形態のクリアボタン６６は、表示部７２の画面上に現れる仮想的なボタンであるが、クリアボタン６６は表示部７２の外に設けられた機械的なボタンであってもよい。本実施形態の制御部２０はクリアボタンを備えていないが、制御部２０にクリアボタンを設けてもよい。なお、これらの操作には、操作制限を設けてもよい。具体的には、ユーザーが主に使用する外部表示器７０にクリアボタン６６を設け、メンテナンス員が主に使用する制御部２０にリセットボタン５２を設ける。このように制御部２０にのみリセットボタン５２を設けることで、ユーザーのリセットボタン５２の誤操作を防ぐことができる。パスワード等の複雑な使用制限の解除方法ではなく、外部表示器７０を設けることで、ユーザーの誤操作による流量検出器２４の故障のクリアを防止することができる。

本実施形態では、外部表示器７０と制御部２０との間で無線通信が行われ、記憶部４７に記憶されている流量検出器２４の故障などを含むデータは、制御部２０から外部表示器７０に送られる。本実施形態によれば、給水装置の電源が入っていない場合でも、制御部側アンテナ部６７は外部表示器７０から発せられる電波から電力を発生し、集積回路６８および記憶部４７を駆動することができる。したがって、給水装置のメンテンナンス中などにおいて制御部２０に電力が供給されていないときでも、外部表示器７０は、制御部２０の記憶部４７から流量検出器２４の故障の履歴を含むデータを取得し、該データを表示することができる。

制御部２０が故障した場合には新制御部２０に交換する必要がある。この制御部２０の交換時に、故障した旧制御部２０はすでに電源が入らない状態においても、本実施形態では、旧制御部２０の流量検出器２４の故障の履歴に関するデータを新制御部２０の記憶部４７に継承することが可能となる。具体的には、旧制御部２０の記憶部４７の該データを外部表示器７０にて表示し、その表示を確認しながらメンテナンス員が新制御部２０の操作部より入力し、新制御部２０の記憶部４７に該データを記憶させてもよいし、旧制御部２０の該データを外部表示器７０にて取得し、外部表示器７０から新しい制御部２０の記憶部４７へと通信手段にて書き込んでもよい。制御部２０が電源が入らない状態で故障しても、不揮発性記憶領域４７ａに記憶されているデータを新制御部２０の記憶部４７に継承できるので、流量検出器２４の故障の履歴のデータが損失されることない。これは、給水装置が新制御部２０にて自動運転を開始した後でも、流量検出器２４の故障の履歴を表示することができることを意味する。

本実施形態によれば、給水装置に電力が供給されていないときでも、ユーザーやメンテナンス員が外部表示器７０を制御部２０に近づけるだけで、記憶部４７から流量検出器２４の故障の履歴を含む情報を取得することが可能である。

本実施形態で採用される近距離無線通信（ＮＦＣ：Near Field Communication）は、数ｃｍの近距離でのみ相互通信が可能な技術である。したがって、外部表示器７０に流量検出器２４の故障やその他の各種情報を表示させるためには、ユーザーやメンテナンス員は外部表示器７０を制御部２０に近づける必要がある。このことは、外部表示器７０を操作するときは、ユーザーやメンテナンス員は給水装置の近くにいることを意味する。したがって、ユーザーやメンテナンス員は給水装置を目視しながら外部表示器７０を操作することになり、誤操作に起因した給水装置の予期しない動作を防止することに繋がる。また、複数の給水装置が設置された現場では、流量検出器２４の故障を表示したい給水装置の近距離でのみ通信可能となる為、無線通信にてよくある意図しない別の給水装置の流量検出器２４の故障を表示してしまうという誤表示を防止することが出来る。

図１０は給水装置のさらに他の実施形態を示す図である。本実施形態では、制御部２０は通信部６０を備えている。通信部６０は、有線通信または無線通信によって外部表示器７５の通信部７６に接続されている。外部表示器７５は制御部８０を備えており、制御部８０は通信部７６、記憶部７７、演算部７８、および表示部７９を備えている。制御部２０は、表示器４９を備えていてもよい。また、記憶部７７は記憶部４７と同様に図５の構成とする。

図１１は給水装置のさらに他の実施形態を示す図である。本実施形態では、制御部２０には表示器は設けられておらず、代わりに、外部表示器７５に表示部７９と設定部８２が設けられている。その他の構成は図１０に示す実施形態と同様である。本実施形態では、流量検出器２４の故障の状態は表示部７９に表示され、その他各種設定値の入力は、外部表示器７５の設定部８２を通じて行われる。

上述した実施形態に係る給水装置は、水道本管４に直接接続される直結式の給水装置であるが、本発明の給水装置は、受水槽を介して水道本管４に接続される受水槽式の給水装置であってもよい。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。

２ ポンプ
３ 電動機
４ 水道本管
５ 導入管
７ 配水管
８ 吐出管
９ 吸込管
１１ バイパス管
１６ 逆止弁
１８ 温度センサ
２０ 制御部
２１ インバータ
２２ 逆止弁
２４ 流量検出器
２６ 圧力センサ
２８ 圧力タンク
３０ キャビネット
４６ 設定部
４７ 記憶部
４７ａ 不揮発性記憶領域
４７ｂ 揮発性記憶領域
４８ 演算部
４９ 表示部
５０ Ｉ／Ｏ部
５１ 運転パネル
５２ リセットボタン
５３，６６ クリアボタン
６０ 通信部
６１，６５，７０，７５ 外部表示器
６７ 制御部側アンテナ部
６８ 集積回路
７１ 表示器側アンテナ部
７２ 表示部
７３ バッテリー
７４ データリーダー
７９ 表示部
８２ 設定部

Claims (7)

1. ポンプと、
   前記ポンプを駆動するための電動機と、
   前記ポンプから吐出される水の流量が所定の小水量以下であるときに、小水量検出信号を出力する流量検出器と、
   前記ポンプの温度を測定する温度センサと、
   前記ポンプの運転を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記ポンプが停止しているときに、前記流量検出器が前記小水量検出信号を出力しない場合は、前記流量検出器の故障を示す警報を発し、
   その後、前記警報を維持しつつ前記ポンプの始動と停止とを繰り返させた結果、前記流量検出器が前記小水量検出信号を出力した場合には、前記警報を停止し、
   さらに、前記警報を発した後で、前記流量検出器が前記小水量検出信号を出力しない場合は、前記警報を維持しつつ、前記温度センサによって取得された前記ポンプの温度を監視し、
   前記ポンプの温度が、前記ポンプを非常停止させる第１のしきい値よりも低い第２のしきい値以上になった場合は、前記ポンプを停止させる温度停止動作を実行することを特徴とする給水装置。
2. 前記流量検出器が故障していることを表示する表示器をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の給水装置。
3. 前記制御部は、外部表示器と有線通信または無線通信で接続することができることを特徴とする請求項１または２に記載の給水装置。
4. 前記制御部は、近距離無線通信（ＮＦＣ）によって前記外部表示器に接続できることを特徴とする請求項３に記載の給水装置。
5. 前記制御部は、前記外部表示器からの電波を受信して該電波を電力に変換する制御部側アンテナ部と、前記電力によって駆動される集積回路および記憶部とを備えることを特徴とする請求項４に記載の給水装置。
6. 前記制御部は、前記流量検出器の故障履歴を示すデータを前記記憶部に記憶し、
   前記集積回路は、前記記憶部から前記データを読み取り、前記制御部側アンテナ部は前記データを前記外部表示器に送信することを特徴とする請求項５に記載の給水装置。
7. ポンプから吐出される水の流量が所定の小水量以下であるときに小水量検出信号を出力する流量検出器を備えた給水装置の運転方法であって、
   前記ポンプが停止されているときに、前記流量検出器が前記小水量検出信号を出力しない場合は、前記流量検出器の故障を示す警報を発し、
   その後、前記警報を維持しつつ前記ポンプの始動と停止とを繰り返させた結果、前記流量検出器が前記小水量検出信号を出力した場合には、前記警報を停止し、
   さらに、前記警報を発した後で、前記流量検出器が前記小水量検出信号を出力しない場合は、前記警報を維持しつつ、前記ポンプの温度を監視し、
   前記ポンプの温度が、前記ポンプを非常停止させる第１のしきい値よりも低い第２のしきい値以上になった場合は、前記ポンプを停止させる温度停止動作を実行することを特徴とする給水装置の運転方法。

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